令和7年度第三種電気主任技術者上期試験　機械科目 問70 解説 問7 問7

スイッチトリラクタンスモータ（SRM）は、固定子に集中巻、回転子に突極形を採用し、磁気抵抗の変化を利用して回転するため、高速回転に適しており、永久磁石を必要としない構造をとっています。

スイッチトリラクタンスモータの基本原理

SRMは、磁気回路の磁気抵抗が最小となる位置へ回転子が引き寄せられる「磁気吸引力（リラクタンス力）」を利用する電動機です。通常の誘導電動機や同期電動機のような巻線や永久磁石を回転子に持たず、鉄心のみで構成されるため、非常に堅牢な構造を持っています。

このモータは、固定子の各磁極に巻かれた巻線に順番に電流を流すことで磁界を発生させ、それに引き寄せられる形で回転子の突極を回転させます。このような制御を行うため、固定子の巻線は各極に個別に巻く集中巻が一般的であり、回転子は磁極と対向しやすいように突極形となります。また、回転子に巻線や磁石がないため、遠心力に対する機械的強度が極めて高く、高速回転領域での運用に適しています。

構成要素の判断

設問の条件を順に照らし合わせ、適切な語句を決定します。

1. 固定子の巻線（ア）については、各磁極に対して個別にコイルを巻く集中巻を採用します。これにより、各相を独立して制御しやすくなります。
2. 回転子の形状（イ）については、磁気抵抗の変化を積極的に作り出す必要があるため、凸型の突極形となります。円筒形（回転子表面が平滑）では磁気抵抗の変化が得られません。
3. 適した用途（ウ）については、回転子の構造が単純かつ強固であることから、機械的な応力に強い高速回転用途が適しています。
4. 磁石の有無（エ）については、リラクタンス力のみでトルクを発生させるため、高価な希土類磁石（ネオジム磁石など）を一切使用しません。磁気回路の構成には軟磁性体が用いられます。

この結果、選択肢の中でこれらすべての条件を満たすものは「集中巻、突極形、高速回転、希土類磁石（を使用しない）」の組み合わせとなります。なお、設問の文末にある「ネオジムなどの（エ）を使用せず」という記述は、選択肢（3）の「希土類磁石」が「使用する対象物」として挙げられており、それを使用しないという文脈で成立しています。

回転子の突極が固定子の磁極と向かい合う瞬間の磁気抵抗の変化を想像してみると、なぜこの構造がトルクを生み出し、高速駆動に耐えうるのかが見えてきます。

参考リンク

• スイッチトリラクタンスモータ（SRM）の仕組みと特徴
• DIYで作る！スイッチトリラクタンスモータの仕組み
• SRMの構造と制御に関する電気工学的な定義